“创新杯”第五届全国未来飞行器设计大赛

未来飞行器设计大赛——辅导讲座航空学院柏昕一、航空学院未来飞行器设计大赛二、“创新杯”第五届全国未来飞行器设计大赛三、回顾前四届未来飞行器设计大赛四、无人机简介五、我国无人机发展现状六、世界无人机发展现状七、未来飞行器设计大赛作品中应注意的几个问题一、航空学院未来飞行器设计大赛比赛题目：无人机的新概念设计关于举办未来飞行器设计大赛的通知为了促进航空科技创新，普及航空科技知识，营造良好的航空文化氛围，激发航空专业学生的创作热情，加深学生对航空科技知识的理解，增强学生的实践创新能力，学院决定举办未来飞行器设计大赛。本次大赛的获奖作品将代表学校参加全国第五届“创新杯--全国未来飞行器设计大赛”。现将有关事项通知如下：一、参赛对象航空学院09级、10级、11级全体学生。二、报名时间及方式1.报名时间：3月21日—3月30日2.报名方式：以个人、团队（5人或以下）形式参加均可，报名学生按要求填写好《未来飞行器设计大赛报名表》，发送到邮箱：331529503@

3.联系人：郑腾飞同696968)林丽萍同690128）三、设计内容本次大赛侧重无人机的新概念设计，构想未来人类对无人机的需求，并基于需求分析描述设计方案的任务目标，展望它的应用前景。结合自身所学知识，发挥无限的想象力，从外型设计、总体布局、推进系统、起降性能、操作包线、操纵系统、飞行器主要几何尺寸等方面完成无人机的总体概念性设计，最后以设计图和文字报告来表现。四、比赛规则及奖项设置1.参赛作品由设计图和设计报告两部分构成。设计图为彩色，包含飞行器的外型效果图；飞行器简要三视图；体内布局图等。设计报告字数原则上不超过4000字；只需提供作品电子版，设计报告为word格式，设计图为jpg格式，规格统一为A3或B3纸，通过网络或光盘提交。提交的设计图和设计报告中均不得出现作者的个人相关信息，否则视作品无效；2.请参赛者于5月30日前将作品发到电子邮箱：331529503@；3.作品谢绝抄袭，如涉及著作权、或其他合法权利的纠纷，均由作者本人负责；4.本次竞赛设一等奖（1名）、二等奖（2名）、三等奖（3名）及优胜奖（10名），对获奖者颁发学院荣誉证书及奖品。五、辅导答疑为了扎实搞好本次大赛活动，学院安排孙长江、张守田、周航星、柏昕四名老师负责指导学生参赛活动，并从飞机外形设计及任务描述、飞机动力装置、飞机起降方式、操纵系统、飞机总体布局、性能技术数据四个方面给予辅导答疑。附件：未来飞行器设计大赛报名表

航空学院 2012年3月21日二、大赛主题

蓝色天空

放飞梦想

三、比赛题目

新概念无人机设计

本次大赛侧重无人机的新概念设计，构想未来人类对无人机的需求，并基于需求分析描述设计方案的任务目标，展望它的应用前景。结合自身所学知识，发挥无限的想象力，从外型设计、总体布局、推进系统、起降性能、操作包线、操纵系统、飞行器主要几何尺寸等方面完成无人机的总体概念性设计，最后以设计图和文字报告来表现。四、参赛方式及要求1、以个人、团队（5人或以下）形式参加均可；2、以全国航空航天专业人士和航空爱好者为主要参赛对象，分专业组、业余组、青少组三个组进行比赛。专业人士是指从事飞行器设计的专业技术人员及学习飞行器设计专业大三以上学生；业余人士是指专业人士以外的其他人员；青少年是指13周岁（含）以上、18周岁（含）以下的在校初中、高中学生。3、本届大赛将采取分赛区选拔、全国总决赛的方式进行。各地参赛作品原则上送交省（市、区）航空学会，参加分赛区选拔，分赛区推荐优秀作品参加全国评选。赛区划分见第九项。4、参赛作品不退稿。5、报名费：20元/幅，随作品寄交。6、截稿期：2012年6月31日前交分赛区。2012年7月31日前分赛区将优秀作品交全国大赛办公室。以电子邮件接收时间为准。五、作品要求1、技术要求（1）任务描述：构想和展望使用部门对某些特定类型无人机的可能需求和技术、性能要求，并基于未来的需求和相应的战术、技术指标要求，分析描述本设计方案的任务目标及其应用前景。（2）外形设计：所设计的无人机外形方案应符合基本的的空气动力学原理，满足正常飞行的相关技术要求。（3）总体布局：完成无人机平台的总体布局设计，并对各主要功能舱室（如动力装置、任务设备等系统在机体内的布置）做出文字描述。（4）动力装置：描述无人机平台所采用的推进（拉进）方案的先进性、可行性、经济性和技术特点。（5）起降方式：描述无人机平台所采用的起飞和回收方式，分析其起降性能和技术特点。（6）操纵系统：简要描述所采用的操纵系统在工作时的基本原理和控制方式。（7）技术数据：给出所设计的无人驾驶飞行器的主要技术数据，如几何尺寸（包括翼展、机长、机高、机翼面积、前缘后掠角、主轮距、前主轮距等）；技术参数（发动机功率、空机重量、最大起飞重量、有效载荷、载油量、供电量、全机功率重量比等）。（8）性能数据：根据所提出的任务目标，分析和计算出本方案可达到的主要性能指标（如最大平飞速度、最小平飞速度、实用升限、最大航程、最大留空时间、起降滑跑距离等）。本届大赛要求参赛作品科学、合理，并具备在未来20～30年内可实现性。2、提交要求（1）作品由设计图和设计报告两部分构成。设计图为彩色，包含飞行器的外型效果图；飞行器简要三视图；体内布局图等。设计报告字数原则上不超过4000字；（2）只需提供作品电子版，设计报告为word格式，设计图为jpg格式，规格统一为A3或B3纸，通过网络或光盘提交。（3）提交的设计图和设计报告中均不得出现作者的个人相关信息，否则视作品无效；（4）请填写参赛表，并与作品电子版同时报送。六、评分标准总分100分，其中创新性40分、飞行原理30分、表现形式30分。七、奖励办法大赛按专业组、业余成人组、青少年组分别设一、二、三等奖和优秀奖、纪念奖。大赛组委会将为获奖选手授予证书和奖品，并在《航空知识》等刊物上登载精选作品，同时制作大赛获奖作品光盘。凡进入全国决赛第二评审阶段的入围作品可获得优秀奖，所有参赛者均可获得大赛获奖作品光盘。本届大赛赞助支持单位——中航工业成都飞机设计研究所将赞助一等奖的第一作者前往珠海参加颁奖仪式，并参观2012年珠海国际航展。具体奖项及奖品设置如下：1、专业组一等奖3名：获价值6000元奖品。二等奖5名：获价值2000元奖品。三等奖10名：获价值500元奖品。2、业余组一等奖3名：获价值3000元奖品。二等奖5名：获价值2000元奖品。三等奖10名：获价值500元奖品。3、青少组一等奖1名：获价值1000元奖品。二等奖2名：获价值500元奖品。三等奖3名：获价值300元奖品。4、优秀奖：获奖证书一份。5、优秀组织奖：本次大赛设立优秀组织奖，表彰大赛组织工作突出的单位。八、大赛办公室咨询热线：（010）82339070传

真：（010）82317056

联

系

人：

阚南

通讯地址：北京海淀区学院路37号航空知识杂志社

邮

编：100191电子信箱：hkzszz@163.com网

址：/；投诉电话对以上发布的内容有疑问，请致电大赛办公室，以大赛办公室解释为准。

三、回顾前四届未来飞行器设计大赛“创新杯”全国未来飞行器设计大赛大赛主题：蓝色天空

放飞梦想第一届比赛题目：有动力未来飞行器第二届比赛题目：有动力未来飞行器第三届比赛题目：有动力未来飞行器第四届比赛题目：1、临近空间飞行器设计

2、未来个人飞行器设计

业余组参赛者必须是非飞行器设计人员。要求以有动力未来飞行器为主进行平面设计，作品基本符合飞行原理，用彩色绘画的形式幻想未来人类社会可能出现的各种飞行器，作品要想象丰富、大胆，色彩鲜艳，外形新颖，给人以视觉上的新奇感。要求每位作者提交彩色平面设计图一幅。

专业组参赛者可以是学习和从事飞行器设计专业的在校学生和从业人员、航空爱好者。要求以有动力未来飞行器为主进行三维立体设计，要求以飞行原理为基础，围绕飞行器的各种使用功能，进行具有一定科学含量的设计，要求每位作者提交彩色立体图和彩色立体三面图各一幅。第一届未来飞行器设计大赛

第一届专业组三等奖：姓名：龙川作品名称：三风扇垂直起落飞行器三风扇垂直起落飞行器三视图三风扇垂直起落飞行器

第一届专业组三等奖：Blueair远程隐型轰炸机(组图)NO.112姓名：陈立元等Blueair远程隐型轰炸机三视图第一届专业组三等奖：900座商用客机设想(组图)NO.122姓名：熊伟900座商用客机设想三视图翼身融合飞机三视图第一届专业组二等奖：

NO.121姓名：潘光熙作品名称：翼身融合飞机(飞机翼)第一届专业组二等奖：远程无人作战飞机(组图)

NO.72姓名：苏伟远程无人作战飞机三视图第一届专业组二等奖：理想个人交通平台(组图)NO.69姓名：孙跃理想个人交通平台三视图第一届专业组二等奖：纵列翼超宽体飞机(组图)NO.52姓名：井山纵列翼超宽体飞机三视图第一届专业组二等奖：“莱特”号自行飞机(组图)NO.2姓名：萧春阳第一届专业组一等奖：环球巴士(组图)

NO.43姓名：葛讯作品名称：环球巴士第一届业余组一等奖作品：垂直起落战斗机

NO.712姓名：萧春阳基本数据:机长：14／13.5米翼展：11.7/9米机高：3.5米空重：10000千克最大起飞重量：22000千克最大垂直起飞重量：15300千克最大载弹量：7000千克最大燃油储量：10000千克武器系统：空战：10枚中距空-空导弹加4枚近距格斗导弹截击：2枚远距空-空导弹加2枚中距空-空导弹加4枚近距格斗导弹对地：可挂长度小于4.5米的各型武器对海：可挂长度小于4.5米的各型武器

第一届业余组一等奖作品——垂直起落战斗机思路说明：这是一种垂直/短距起落战斗机的概念性设计方案。为了感谢为全国航空爱好者们提供了这次难得的可以展示才智机会的大赛组委会，我将这架“JX-1垂直起落战斗机”命名为“雪鸮”。本方案成功的关键是能研制出一种高性能的小型喷气<FORMclass=yqinaction=/nmethod=post></FORM>发动机，要求：(1)可靠性高；(2)效费比高，动力系统的综合效费比不应低于现役发动机；(3)推力大，军用推力要达到两千五百千克，加力推力至少应为三千五百千克；(4)尺寸小，最大直径不应超过0.6米；(5)结构简单。“雪鸮”配有八台发动机，每一台都安装在一个相互独立的短舱之中，再由传动结构分两组连接在机体上。前面两台是升力发动机，只在起落和悬停时工作；后面六台是升力/巡航发动机，具有反推功能。这两组发动机是联动的，可有水平状态向上转动90度。垂直起落时，所有的发动机短舱均转到垂直状态，共同向下喷射气流，喷气升力的合力通过重心。这时战机的操控和调姿由发动机系统的推力差和推力矢量相互协调完成。由于此时进气口是向上的，所以最大限度地减少了废气的再吸入，而且也没有任何的推力损失，还可以充分地利用地效。“雪鸮”采用了我设想的一种“截缘飞翼”加全动式翼梢小翼的气动布局。所谓“截缘飞翼”就是截去一部分前后缘的普通飞翼。这种飞翼的外侧前缘可以作为进气口，后缘可以安装排气口。这种布局可以使战斗机具有极强的机动性和敏捷性及最佳的过失速机动能力。“雪鸮”主要有六具相互协调的矢量/反推喷管进行操控，俯仰，横滚和偏航均由推力差/推力矢量来控制。全动式翼梢小翼的作用主要是增加稳定性和减阻，在其他改造中可以选装或去掉。“雪鸮”在通常情况下不带外挂，全部武器均内置于机体中部的六个弹舱中。1、业余组

要求：以有动力未来飞行器为主进行平面设计。要求作品基本符合飞行原理，用彩色绘画的形式幻想未来人类社会可能出现的各种飞行器，作品要想象丰富、大胆、色彩鲜艳，外形奇特，给人以视觉上的新奇感。要求每位作者提交彩色平面设计图一幅。

2、专业组

要求：参赛者应以有动力未来飞行器为主，进行三维立体设计。要求以飞行原理为基础，围绕飞行器的各种使用功能，进行具有一定科学含量的设计，要求每位作者提交彩色立体图和彩色立体三面图各一幅。第二届未来飞行器设计大赛第二届业余组作品：“蓝鲨”先进支援战斗机姓名：李晔

俯视效果图侧视效果图

第二届专业组作品：“蓝鲨”战斗机姓名：中国民航大学黄野“蓝鲨”战斗机第三届比赛题目：翱翔蓝天创意无限第三届未来飞行器设计大赛

专业组：作品要求：参赛者应以有动力未来飞行器为主，进行三维立体设计。要求以飞行原理为基础，围绕飞行器的各种使用功能，进行具有一定科技含量的设计，要求每位作者提交彩色立体图和彩色立体三面图各一幅。业余组：作品要求：以有动力未来飞行器为主进行设计，要求作品基本符合飞行原理，用彩色绘画的形式幻想未来人类社会可能出现的各种飞行器，作品要想象丰富、大胆、色彩鲜艳，外形新颖，给人以视觉上的冲击。要求每位作者提交彩色设计图一幅。第三届——格里伊垂直起落高速无人机

格里伊垂直起落高速无人机

“格里伊”垂直起落高速无人机头部安装一对共轴反转螺旋桨，中机身背部安装可折叠的机翼，尾部安装具有翼型的格栅操纵舵面和着陆撑杆，可更换的任务载荷模块安装在机腹。螺旋桨桨叶和着陆撑杆均可拆卸，便于维护和更换，拆卸后可置于专用箱体内车载运输。该无人机具有悬停、平飞和过渡三种飞行状态。悬停时，背翼收起，由螺旋桨提供升力、控制悬停高度，尾部格栅处于螺旋桨下洗流中，用于控制姿态、保持稳定，并能够完成小幅度的悬停机动动作。平飞时，螺旋桨提供推进力，机翼提供升力，由格栅和背翼共同控制姿态和高度。过渡状态分为两种。悬停转入平飞状态时，螺旋桨增加升力，使无人机进入爬升状态，格栅偏转提供俯仰力矩，并且在此过程中机翼逐渐展开，成为主要的升力面。平飞转入悬停状态时，螺旋桨推力加大，格栅控制无人机进入爬升状态，姿态从水平逐渐变为竖直，在此过程中机翼收起，螺旋桨成为主要的升力面。该无人机较旋翼无人机速度更快，且具有定点悬停能力。该无人机按吉普车备箱设计的机身长度，可以装载在普通吉普中箱装运输，到达合适放飞地点组装后垂直起降，在地面环境遭到严重破坏或不具备平整场地的情况下仍可以正常进行部署和回收。该无人机可根据不同需要加装不同的任务载荷模块，能够胜任小型无人机的大多数工作。第四届未来飞行器设计大赛第四届比赛题目：1、临近空间飞行器设计2、未来个人飞行器设计本次大赛侧重未来飞行器的概念设计。设计重点在于构想未来人类对临近空间或个人飞行的需求，根据需求分析完成临近空间飞行器或未来个人飞行器的总体概念性设计，最后以设计图和文字报告来表现。为了加深公众对临近空间飞行器的了解，大赛特别附加了部分背景资料。作品应满足以下技术要求：任务描述（构想未来人们对飞行的要求，并基于需求分析描述设计方案的任务目标，展望它的应用前景）；外型设计（应满足基本的的空气动力学要求）；总体布局（完成各主要功能舱室如推进系统等的在机体内的布置，并做出文字描述）；推进系统（描述所采用推进方案的先进性）；起降性能；操作包线（根据所提出的任务目标，设定方案的主要性能指标）；操纵系统（简要描述操纵时的基本工作原理）；飞行器主要的几何尺寸等。本届大赛要求参赛作品科学、合理，并具备在未来20-30年内可实现性。第四届全国未来飞行器设计大赛业余组一等奖作品蜻蜓起飞第四届专业组一等奖：姓名：西北工业大学周鹏跃作品名称：X城市飞行器

X城市飞行器选用地面模式时，采用两轮行驶，仅驱动车轮旋转，通过两轮的差速调节来实现转向。采用飞行模式时，由一对涵道风扇提供升力，桨叶旋转平面可调，用以控制飞行方向。X城市飞行器还可以垂直起降，无需借助跑道。未来个人飞行器专业组一等奖：JL-3平台系列飞行器，巨龙，西北工业大学未来个人飞行器业余组一等奖：智天使Cherub，郑新原，南京航空航天大学临近空间飞行器专业组一等奖：“狼骑兵”高空高速无人战略打击平台，钱存乐，西北工业大学临近空间飞行器专业组一等奖：“大国之翼”—“影龙”临近空间高超音速无人轰炸机，薛源，西安空军工程大学临近空间飞行器业余组一等奖：“天网”临近空间新概念飞艇，路耀军，西安空军工程大学未来个人飞行器业余组一等奖：“海豚号”个人飞行器，谭思博，西北工业大学临近空间飞行器业余组一等奖：灰背隼（Merlin）临近空间高速歼击轰炸机，史振海，西北工业大学四、无人机简介无人机（unmannedaerialvehicle或drone）是一个许多国家用于描述最新一代无人驾驶飞机的术语。无人机是指一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。无人机技术是一项涉及多个技术领域的综合技术，它对通信、传感器、人工智能和发动机技术有比较高的要求。如果在恶劣环境下作战，它还需要有比较好的隐身能力。无人机与所需的控制、拖运、储存、发射、回收、信息接收处理装置统称为无人机系统。

无人驾驶飞机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。它的研制成功和战场运用，揭开了以远距离攻击型智能化武器、信息化武器为主导的“非接触性战争”的新篇章。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点，备受世界各国军队的青睐。在几场局部战争中，无人驾驶飞机以其准确、高效和灵便的侦察

、干扰、欺骗、搜索、校射及在非正规条件下作战等多种作战能力，发挥着显著的作用，并引发了层出不穷的军事学术、装备技术等相关问题的研究，对未来的军事斗争造成较为深远的影响。一些专家预言：“未来的空战，将是具有隐身特性的无人驾驶飞行器与防空武器之间的作战。”但是，由于无人驾驶飞机还是军事研究领域的新生事物，实战经验少，各项技术不够完善，使其作战应用还只局限于高空电子及照相侦察等有限技术，并未完全发挥出应有的巨大战场影响力和战斗力。因此，世界各主要军事国家都在加紧进行无人驾驶飞机的研制工作。五、我国无人机发展现状中国翼龙无人战斗机中国无人机系列六、世界无人机发展现状美：全球鹰无人机透过迷雾的电眼信息来自:网希军事()详文参考：/html/2012/0117/9071.html美国：全球鹰无人机透过迷雾的电眼全球鹰上配备了先进的光电和雷达设备。各型RQ-4“全球鹰”无人机用于进行空中成像（光电和雷达）侦察和无线电技术侦察，以向地面指挥所传递情报并实时处理，为空军和其他军种在各个战区的行动提供保障。目前它是唯一批量生产的高空长航时战略无人机。全球鹰无人机可以1个白天监控韩国面积一样大的区域。全球鹰拥有超长的续航能力。资料图：俄罗斯“汽车潮系统配套的СПН-2型干扰站（汽车潮电子对抗系统）美最先进无人机坠落：伊朗王牌武器被曝光

资料图：美军的RQ-170隐形无人侦察机美国：X-47B无人机针对中国东部沿海的作战。美军几乎设想到了对手所拥有的所有手段：侦察卫星、潜艇、超视距OTH雷达、弹道导弹反舰导弹、先进战斗机、巡航导弹、驱逐舰、导弹快艇、水雷……X-47B无人机是中国面临的一个新威胁，我们必须高度重视X-47B将在2018年左右服役七、未来飞行器设计大赛作品中应注意的几个问题（一）总体布局：完成无人机平台的总体布局设计，并对各主要功能舱室（如动力装置、任务设备等系统在机体内的布置）做出文字描述。飞行器的外型效果图；飞行器简要三视图；体内布局图。

（二）技术数据：给出所设计的无人驾驶飞行器的主要技术数据，如几何尺寸（包括翼展、机长、机高、机翼面积、前缘后掠角、主轮距、前主轮距等）；技术参数（发动机功率、空机重量、最大起飞重量、有效载荷、载油量、供电量、全机功率重量比等）。（三）性能数据：根据所提出的任务目标，分析和计算出本方案可达到的主要性能指标（如最大平飞速度、最小平飞速度、实用升限、最大航程、最大留空时间、起降滑跑距离等）。（一）总体布局：完成无人机平台的总体布局设计，并对各主要功能舱室（如动力装置、任务设备等系统在机体内的布置）做出文字描述。飞行器的外型效果图；飞行器简要三视图；体内布局图。

F-16飞机采用的气泡式座舱（二）技术数据：给出所设计的无人驾驶飞行器的主要技术数据，如几何尺寸（包括翼展、机长、机高、机翼面积、前缘后掠